[实用新型]输气钢管全尺寸气体爆破试验用聚能切割装置

说明书

【技术领域】

本实用新型属于爆炸切割领域，涉及一种用于输气钢管切割的装置，具体是一种输气钢管全尺寸气体爆破试验用聚能切割装置。

【背景技术】

天然气是一种清洁能源，也是一种易燃、易爆的危险介质，高压天然气管道一旦长程开裂将造成巨大灾难和损失，因此必须保证管道的安全性。为了提高管道运输的经济性，天然气管道的发展趋势是高压、大口径、大壁厚、大输量，采用的钢管也随之向高钢级(高强度级别)方向发展。天然气管道用管线钢管近年来发展非常快，X70级别钢管在西气东输一线成功应用，西气东输二线管道工程大规模采用X80级别的钢管。目前正在积极研发X90、X100等高级别管线钢的工程应用问题。

随着管线钢的钢级、管径和设计系数不断提高，高压天然气管道一般呈延性断裂特征。管材的止裂韧性是材料抵抗延性裂纹扩展能力的度量，需合理预测和规定管线钢的韧性指标。一旦管道发生了延性断裂，材料本身的止裂能力能够将断裂的长度控制在一定范围内。所谓恰当地规定管道的止裂韧性要求，是指材料所具有的韧性，既能最大限度地容忍初始缺陷，又能在延性断裂裂纹萌生后止裂，同时又能满足批量生产管材的经济性要求。

对于天然气管线的母材止裂韧性要求值，国际上进行了大量的研究，得到了许多止裂韧性预测方法。但对现代高强高韧管线钢管(X80及以上)，已有的止裂预测方法存在局限性，已经不能正确反映这种高强韧性材料的止裂性能，因此全尺寸气体爆破试验成为确定管线钢止裂韧性最为可靠的方法。

输气钢管全尺寸气体爆破试验基本原理是，在试验段中间放置低韧性钢管作为启裂管，启裂管两侧排列试验管，常采取韧性由低到高的方式排列，也可采取等韧性方式排列，通过线性聚能切割装置在启裂管引入初始裂纹进行试验研究。试验过程中通过专用仪器采集所有信号，并进行数据处理和分析。

线性聚能切割装置，也称为聚能装药，药型罩呈楔形，是利用聚能装药原理制成的一种带有金属药型罩的线性装药。其原理是：当炸药爆炸后，药型罩受到炸药爆炸后所形成高温高压的爆轰产物的作用时，其内壁的金属在对称平面挤出一块向装药底部高速运动的金属射流，与目标发生作用并对其进行切割。聚能爆炸切割技术具有高速、高效、操作方便且不受环境限制等优点。线性聚能切割装置主要应用于民用爆破、拆弹、切割以及军事和航天领域。现今对聚能切割技术的研究已经趋于成熟，一般是根据工程需要设计制造出恰当的线型聚能切割器。在使用中，将线型聚能切割器安放在目标物体上，以用于切割。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种输气钢管全尺寸气体爆破试验用聚能切割装置，该装置主要应用于输气钢管全尺寸气体爆破试验，将其安放在启裂钢管上方中心部位，引入一定长度的贯穿钢管壁厚的裂纹，保证全尺寸气体爆破试验顺利实施。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

输气钢管全尺寸气体爆破试验用聚能切割装置，包括外壳，外壳的底部设置锥形的药型罩；外壳和药型罩所围成的内腔为用于安放炸药的炸药仓，炸药仓的截面为倒V型；所述药型罩的壁厚小于外壳的壁厚；药型罩顶端的锥角为40°～110°；外壳上方中心处安装用于起爆的电雷管，并通过远程遥控引爆；外壳通过卡具安装在被切割目标上。

本实用新型进一步的改进在于：

所述外壳的厚度为2mm，药型罩的厚度为1.5mm。

所述外壳和药型罩均由紫铜制成。

所述药型罩的锥角为100°。

所述外壳的长度为500mm。

所述炸药仓中填充的炸药量为100g～300g，装药线密度为300g/m。

所述药型罩的底面与被切割目标之间的间隙为4～8mm。

所述外壳的底部两端呈水平设置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型输气钢管全尺寸气体爆破试验用聚能切割装置，以实现在全尺寸气体爆破试验的启裂钢管上方中心部位引入一定长度的贯穿型初始裂纹，保证全尺寸气体爆破试验顺利实施。使用时，将本实用新型的线型聚能切割装置安放在到启裂钢管上，采用线起爆方式，通过远程遥控电雷管引爆。本实用新型设计的聚能切割装置安全性较好，切割效率较高。本实用新型适用于16.3mm厚的X80-X100管线钢，确保在全尺寸气体爆破试验的启裂钢管上方中心部位引入长为500mm的贯穿型初始裂纹。引入的贯穿型初始裂纹尖端比较尖锐，裂纹宽度比较窄，不超过10mm。

进一步的，本实用新型外壳厚度比药型罩的厚度大，能够形成温度的射流，增加炸药冲击压力的作用时间。